1、说明冯·诺依曼计算机结构的特点。
1. 由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五个部分组成
2. 存储器以二进制形式存储指令和数据
3. 指令由操作码和地址码组成
4. 存储程序并按地址顺序执行
5. 冯·诺依曼机的核心设计思想:存储程序,机器自动化工作的关键
6. 以运算器为中心
2、指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们?
计算机硬件主要通过不同的时间段来区分指令和数据,即:取指周期(或取指微程序)取出的既为指令,执行周期(或相应微程序)取出的既为数据。另外也可通过地址来源区分,从PC指出的存储单元取出的是指令,由指令地址码部分提供操作数地址。
什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件?硬件和软件哪个更重要?
计算机系统——计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体
计算机硬件——计算机的物理实体
计算机软件——计算机运行所需的程序及相关资料
硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,因此同样重要。
存储器的层次结构主要体现在什么地方?为什么要分这些层次?计算机如何管理这些层次?
答:存储器的层次结构主要体现在Cache—主存和主存—辅存这两个存储层次上。 Cache—主存层次在存储系 统中主要对CPU访存起加速作用,即从整体运行的效果分析,接近于Cache的速度,而容量和位价却接近 于主存。
主存—辅存层次在存储系统中主要起扩容作用,其容量和位价接近于辅存,而速度接近于主存
说明存取周期和存取时间的区别。
存取周期和存取时间的主要区别是:存取时间仅为完成一次存取操作的时间,而存取周期不仅包含操作 时间,还包含操作后线路的恢复时间。即:存取周期 = 存取时间 + 恢复时间
什么叫刷新?为什么要刷新?说明刷新有几种方法。
刷新——对DRAM定期进行的全部重写过程;
刷新原因——因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充,因此安排了定期刷新操作; 常用的刷新方法有三种——集中式、分散式、异步式。
集中式:在最大刷新间隔时间内,集中安排一段时间进行刷新;
分散式:在每个读/写周期之后插入一个刷新周期,无CPU访存死时间;
异步式:是集中式和分散式的折衷
半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种?
半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种:线选法和重合法。
线选法:地址译码信号只选中同一个字的所有位,结构简单,费器材;
重合法:地址分行、列两部分译码,行、列译码线的交叉点即为所选单元。。可大大节省器材用量,是 最常用的译码驱动方式
什么是寻址方式,有哪些寻址方式?
当采用地址指定方式时,形成的操作数或指令地址的方式,称为寻址方式。寻址方式可分为两类,指令寻址方式和数据寻址方式
什么是存储器的带宽?若存储器的数据总线宽度为32位,存取周期为200ns,则存储器的带宽是多少?
答:
解:存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。
存储器带宽 = 1/200ns×32位= 160M位/秒 = 20MB/S = 5M字/秒
什么叫刷新?为什么要刷新?说明刷新有几种方法。
刷新——对DRAM定期进行的全部重写过程;
刷新原因——因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充,因此安排了定期刷新操作; 常用的刷新方法有三种——集中式、分散式、异步式。
集中式:在最大刷新间隔时间内,集中安排一段时间进行刷新;
分散式:在每个读/写周期之后插入一个刷新周期,无CPU访存死时间;
异步式:是集中式和分散式的折衷
半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种?
半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种:线选法和重合法。
线选法:地址译码信号只选中同一个字的所有位,结构简单,费器材;
重合法:地址分行、列两部分译码,行、列译码线的交叉点即为所选单元。。可大大节省器材用量,是 最常用的译码驱动方式
73一个8K×8位的动态RAM芯片,其内部结构排列成256×256形式,存取周期为0.1μs。试问采用集中刷新、分散刷新和异步刷新三种方式的刷新间隔各为多少?
答:设DRAM的刷新最大间隔时间为2ms则异步刷新的刷新间隔 =2ms/256行 =0.0078125ms =7.8125µs 即:每 7.8125µs刷新一行。集中刷新时,死时间为256*0.1us=25.6us。分散刷新,刷新间隔0.2us,死时间为 0.1us,读写周期0.2us 异步刷新,死时间0.1us,刷新间隔7.8125us。
59什么是数据寻址方式?数据寻址有哪些方式(至少给出6种)
形成操作数的有效地址的方法,称为操作数的寻址方式。
1、隐含寻址; 2、立即寻址 3、直接寻址 4、间接寻址 5、寄存器寻址 6、寄存器间接寻址 7、偏移寻址(相对寻址 基址寻址 变址寻址)
8、段寻址方式
60指令格式由哪几部分组成,作用是什么?
由操作码字段和地址码字段组成。 操作码字段表征指令的操作特性与功能,地址码字段通常指定参与操作的操作数的地址
中央处理器的基本功能有哪些?
控制器的功能 取指令 分析指令 执行指令,发出各种操作命令 控制程序输入及结果的输出 总线管理 处理异常情况和特殊请求
运算器的功能 实现算术运算和逻辑运算
50.何谓存储总线?何谓I/O总线?各有何特点?
存储总线是连接同步通信和异步通信的区别CPU和主存储器之间的专用总线,速度高。
1/O总线是连接主机(CPU)与1/O设备之间的总线,可扩展性好。
51何谓串行传输,有何优缺点?适用什么场合?
串行传输是指数据的传输在一条线路上按位进行。
优点:线路成本低。
缺点:传送速度慢。
适用场合:主机与低速外设间的传送、远距离通信总线的数据传送、系统之间的数据传送。
52总线的同步通信方式与异步通信方式有什么区别?各适用于哪些场合?
同步通信方式中:数据传送操作由统一的时序信号同步定时控制,有严格的时钟周期划分,总线操作有固定的时序,设备之间没有应答信号。适合各设备速度固定且一致(或差异不大)的场合。
异步通信方式中:数据传送操作所需时间视需要而定,总线操作周期时间不固定,没有时钟周期划分,设备之间采用握手信号的应答方式。适合:各设备速度差异较大的场合。
53串行总线和并行总线有何区别? 各适用于什么场合?
答:串行总线的数据传输是在一条线路上按位进行。线路成本低,传送速度慢。适用场合:主机与低速外设间的传送、远距离通信总线的数据传送、系统之间的数据传送。
并行总线的每个数据位都需要单独一条传输线,所有的数据位同时进行传输。线路成本高,传送速度快。适用场合:短距离的高速数据传输。
54什么是总线仲裁?总线仲裁有哪几种方式?
答:总线裁决就是决定总线由哪个设备进行控制。
总线裁决方式可分为集中式裁决和分布式裁决两种。
55集中式裁决有哪几种方式?
答:链式查询方式(菊花链方式):各申请总线的设备合用一条总线作为请求信号线,而总线控制设备的响应信号线则串接在各设备间。
计数器定时查询方式:集中式总线裁决方式之一,设备要求使用总线时通过一条公用请求线发出,总线控制器按计数的值对各设备进行查询。
独立请求方式:集中式总线裁决方式之一,每一个设备都有一个独立的总线请求信号线送到总线控制器,控制器也给各设备分别发送一个总线响应信号。 独立请求方式可以和链式查询方式结合,构成分组链式查询方式。
57集中式仲裁有哪些方式?
有三种方式:链式查询方式、计数器定时查询方式、独立请求方式。
58什么是总线,总线分哪些类型?
总线是构成计算机系统的互联结构,是多个系统功能部件之间的进行数据传送的公共通路。 按总线在系统结构中层次位置分为:内部总线、系统总线、I/O总线总线按传送数据类型分为数据总线、地址总线、控制总线
试比较中断方式与 DMA 方式的主要异同,并指出它们各自应用在什么性质的场合。
相同点:这两种方式下,主机和I/O设备都是并行工作。
不同点:中断方式在CPU响应了I/O设备的中断请求后,要暂停现行程序的执行,转为I/O
设备服务。DMA 方式直接依靠硬件实现主存与I/O设备之间的数据直传,传送期间不需要CPU程序干预,CPU可继续执行原来的程序,CPU效率比中断方式。
DMA 方式适用场合:高速、批量数据的简单传送。
中断方式适用场合:处理复杂随机事件、控制中低速1/O设备。
主机与外围设备之间信息传送的控制方式有哪几种?采用哪种方式 CPU 效率最低?
主机与外围设备之间信息传送的控制方式有四种:程序查询方式、中断方式、DMA方式和通道方式。
程序查询方式CPU 效率最低。
何谓DAM方式?说明它的适用场合。
定义:由DMA控制器控制系统总线,直接依靠硬件实现主存与I/O设备之间的数据直传,传送期间不需要CPU程序干预。
适用场合:高速、批量数据的简单传送。
65何谓多重中断?如何保证它的实现?
多重中断:CPU在响应处理中断过程中,允许响应处理更高级别的中断请求,这种方式称为多重中断。
实现方法:在中断服务程序的起始部分用一段程序来保存现场、送新屏蔽字以屏蔽同级别和低级别的中断请求、然后开中断,这样CPU就可响应更高级别的中断请求,实现多重中断。
以DMA方式实现传送,大致可分为哪几个阶段?
① DMA传送前的预置阶段(DMA初始化);
② 数据传送阶段(DMA传送);
③ 传送后的结束处理。
随机存储器分为哪些?各自的特点是什么?
存储器。主要功能是存放程序和数据,程序是计算机操作的依据,数据是计算机操作的对象。存储器是由存储体、地址译码器 、读写控制电路、地址总线和数据总线组成。能由中央处理器直接随机存取指令和数据的存储器称为主存储器,磁盘、磁带、光盘等大容量存储器称为外存储器(或辅助存储器) 。由主存储器、外部存储器和相应的软件,组成计算机的存储系统。
内存又称为内存储器或者主存储器,是计算机中的主要部件,它是相对于外存而言的。内存的质量好坏与容量大小会影响计算机的运行速度。
一般常用的微型计算机的存储器有磁芯存储器和半导体存储器,目前微型机的内存都采用半导体存储器。半导体存储器从使用功能上分,有随机存储器 (Random Access Memory,简称 RAM),又称读写存储器;只读存储器(Read Only Memory,简称为ROM)。 一种内存储器1.随机存储器(Random Access Memory)
RAM有以下特点:可以读出,也可以写入。读出时并不损坏原来存储的内容,只有写入时才修改原来所存储的内容。断电后,存储内容立即消失,即具有易失性。 RAM可分为动态( Dynamic RAM)和静态(Static RAM)两大类。DRAM的特点是集成度高,主要用于大容量内存储器;SRAM的特点是存取速度快,主要用于高速缓冲存储器。
内存又称为内存储器或者主存储器,是计算机中的主要部件,它是相对于外存而言的。内存的质量好坏与容量大小会影响计算机的运行速度。
一般常用的微型计算机的存储器有磁芯存储器和半导体存储器,目前微型机的内存都采用半导体存储器。半导体存储器从使用功能上分,有随机存储器 (Random Access Memory,简称 RAM),又称读写存储器;只读存储器(Read Only Memory,简称为ROM)。 一种内存储器1.随机存储器(Random Access Memory)
RAM有以下特点:可以读出,也可以写入。读出时并不损坏原来存储的内容,只有写入时才修改原来所存储的内容。断电后,存储内容立即消失,即具有易失性。 RAM可分为动态( Dynamic RAM)和静态(Static RAM)两大类。DRAM的特点是集成度高,主要用于大容量内存储器;SRAM的特点是存取速度快,主要用于高速缓冲存储器。
只读存储器(Read Only Memory)
ROM是只读存储器。顾名思义,它的特点是只能读出原有的内容,不能由用户再写入新内容。原来存储的内容是采用掩膜技术由厂家一次性写入的,并永久保存下来。它一般 用来存放专用的固定的程序和数据。不会因断电而丢失。
CMOS存储器(Complementary Metal Oxide Semiconductor Memory,互补金属氧化物半导体内存)
COMS内存是一种只需要极少电量就能存放数据的芯片。由于耗能极低,CMOS内存可以由集成到主板上的一个小电池供电,这种电池在计算机通电时还能自动充电。因为CMOS芯片可以持续获得电量,所以即使在关机后,他也能保存有关计算机系统配置的重要数据。
ROM是只读存储器。顾名思义,它的特点是只能读出原有的内容,不能由用户再写入新内容。原来存储的内容是采用掩膜技术由厂家一次性写入的,并永久保存下来。它一般 用来存放专用的固定的程序和数据。不会因断电而丢失。
CMOS存储器(Complementary Metal Oxide Semiconductor Memory,互补金属氧化物半导体内存)
COMS内存是一种只需要极少电量就能存放数据的芯片。由于耗能极低,CMOS内存可以由集成到主板上的一个小电池供电,这种电池在计算机通电时还能自动充电。因为CMOS芯片可以持续获得电量,所以即使在关机后,他也能保存有关计算机系统配置的重要数据。
版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198,我们将在24小时内删除。
发表评论